大气热力学温度(1)

大气热力学温度 thermodynamic temperatures of atmosphere 表征干空气和湿空气热力性质的重要变量。常用的有虚温、露点、湿球温度、位温和相当位温等。虚温在气压相等的条件下，使干空气的密度和湿空气的密度相等时，干空气应具有的温度。这是一种虚拟的温度，称为虚温(T

V

)。它表示湿空气的一种属性：TV≈T(1+0.61W )

式中W =ρ

V /ρ

d

为混合比,ρ

d

、ρ

V

分别为干空气和水汽的密度（见气象要素）。

空气的水汽含量愈大，W 也愈大。在一般情况下，虚温仅略高于实测温度，即使在非常暖湿的空气中，也只有几摄氏度的差异。引入虚温后，比较复杂的湿空气

状态方程，就可以用比较简单的、类似于干空气的状态方程来代替，即P = ρR

d T

V 。

其中ρ是湿空气的密度，R

d

为干空气气体常数。

露点在气压和水汽含量不变的情况下，降低空气温度使其达到饱和状态

时的温度，称为露点，常用T

d

表示。在温度一定的情况下，空气中的水汽含量愈少，露点愈低，只有在饱和的湿空气中，露点才等于气温，故可利用气温和露点的差值来近似地表示大气中的水汽含量。

湿球温度在系统（空气加水）的气压保持不变并和外界没有热量交换的情况下，纯净的水蒸发到空气中去，使其达到饱和状态时，系统因蒸发冷却而到

达的温度，称为湿球温度,通常用T

w

表示。在实际工作中,用湿球温度表上的读数代表湿球温度。该温度表的球部，包着保持浸透了水的纱布，在通风良好的情况下，湿球附近的水分在不断蒸发的过程中吸收周围空气的热量，使周围的气温下降，当湿球附近的空气达到饱和时，湿球温度表的指示剂稳定而不再下降，此时的读数便表示湿球温度。实际上，这种读数和通风情况有关，所以它只是一种近似于理论上的湿球温度。空气中的水汽含量愈小，为使空气达到饱和所需蒸发的水分就愈多，所吸收的热量愈大，湿球温度就愈低。故湿球温度的高低，能反映大气中水汽含量的多寡（湿度的大小）。气块由某高度干绝热上升，达到饱和之后，再湿绝热下降到原来高度时所具有的温度,称为假湿球温度，通常用

T

sw

表示。

位温将一块干空气绝热地压缩或膨胀到气压等于1000百帕时所具有的温度，称为位温，常用θ表示。当气块绝热膨胀时，它对外界作功，内能减小，温度下降；反之，气块作绝热压缩时，内能增大，温度升高。但是气块的位温在干绝热过程中却是守恒的。对湿空气，气块干绝热上升，达到饱和之后，再湿绝热下降到1000 百帕高度时的温度，称为假湿球位温,通常用θsw表示。它在等压蒸发和凝结过程中是守恒的。

相当温度在等压情况下，湿空气的水汽全部凝结时，若所释放的潜热全

部用于加热空气，气块所达到的温度，称为相当温度，通常用T

e

表示。如果未饱和的气块通过干绝热过程移到1000百帕高度，则其相当温度称为相当位温，

通常用θ

e

表示。如果气块先作干绝热变化，达到饱和之后，再依湿绝热过程上升，直到所有的水汽全部凝结为水而脱离该气块为止，然后将这种已无水汽的干空气干绝热地下降至原来的气压处，气块在这种虚拟的过程中所能达到的温度，

称为假相当温度,用T

se

表示。若将它用干绝热地移到1000百帕时，其温度称为

假相当位温,用θ

se 表示。对于干绝热过程和湿绝热过程而言，θ

se

是一种守恒的

量,可以利用它来分析大气的热力性质。